Давление - величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Сила давления - любая сила, действующая на тело перпендикулярно поверхности, чаще всего это вес тела. Числовое значение давления показывает силу, приходящуюся на единицу площади ее приложения.
Пример: Лопнет ли шарик, если легонько прикоснуться к нему пальцем? Чтобы он лопнул, нужно прикоснуться к нему иголкой. Что при этом изменилось? Изменилась площадь соприкосновения, в случае с иголкой она намного меньше.
Другой пример: если выпало много снега, проще передвигаться на лыжах, чем без них. В таком случае меньше шансов провалиться. Вес человека в лыжах и без – почти один и тот же, в лыжах даже чуть больше, сила действия на поверхность одна и та же, но результат разный.
Давление при взаимодействии твердых тел
В обоих примерах можно заметить, что отличает описанные ситуации: иголка тоньше пальца; лыжи шире и длиннее обуви. То есть результат действия зависит не только от того, какая сила действует, но и на какую площадь. Чтобы описать распределенное по поверхности действие, ввели величину: сила, действующая на единицу площади. Называется эта величина “давление”, обычно обозначается буквой “р”(англ. – pressure):
Масса воздуха ≈ 2,327 кг
Объяснение:
В цилиндре находится воздух при температуре 40 °С. Определить массу воздуха, если при изобарном нагревании до 100 °С газ выполняет работу 40 кДж.
Т₁ = 40° + 273° = 313 К
Т₂ = 100° + 273° = 373 К
p₁ = p₂
A = 40 кДж = 40 000 Дж
R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная
M = 0.029 кг/моль - молярная масса воздуха
m - ?
По уравнению Клапейрона-Менделеева
pV = νRT
В начале процесса
pV₁ = νRT₁ (1)
В конце процесса
pV₂ = νRT₂ (2)
Вычтем 1-е уравнение из 2-го уравнения и получим
р · (V₂ - V₁) = νR (Т₂ - Т₁) (3)
Работа газа при изобарном расширении
А = р · (V₂ - V₁)
или с учётом уравнения (3)
А = νR (Т₂ - Т₁)
Количество вещества
ν = m : M
тогда работа равна
и масса воздуха
